[發明專利]基于SOI的三維陣列式硅納米線場效應晶體管制備方法

有效

• 申請號: 201210093911.4
• 申請日: 2012-03-31
• 公開（公告）號: CN102623382A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發明（設計）人: 黃曉櫓
• 申請（專利權）人: 上海華力微電子有限公司
• 主分類號: H01L21/762
• 分類號: H01L21/762;H01L21/28;H01L21/02;H01L21/336
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 陸花

1.一種基于SOI的三維陣列式硅納米線場效應晶體管制備方法，其特征在于，包括：

提供SOI襯底，所述SOI襯底由下到上依次為硅襯層、絕緣體層和頂層硅；

對所述SOI襯底表面進行處理，將所述SOI襯底頂層硅轉化為初始鍺硅層；

在所述SOI襯底上交替形成硅層和后續鍺硅層，所述初始鍺硅層和所述后續鍺硅層共同構成為鍺硅層；

對所述鍺硅層和硅層刻蝕處理，形成鰭形有源區，所述鰭形有源區為三維陣列式，剩余的區域作為源漏區；

在所述鰭形有源區內形成硅納米線，所述硅納米線三維陣列式堆疊；

在所述硅納米線、SOI襯底以及源漏區表面形成柵極氧化層；

在所述源漏區之間的SOI襯底上形成柵極；

在所述源漏區和所述柵極之間形成隔離介質層。

2.如權利要求1所述的基于SOI的三維陣列式硅納米線場效應晶體管制備方法，其特征在于，對所述SOI襯底表面進行處理，將所述SOI襯底頂層轉化為初始鍺硅層的具體操作為：

在所述SOI襯底表面沉積一鍺層；

對所述鍺層氧化處理，所述鍺層中鍺氧化濃縮與所述SOI襯底頂層的硅形成初始鍺硅層，所述初始鍺硅層上層表面為SiO₂層；

濕法去除所述SiO₂層。

3.如權利要求1所述的基于SOI的三維陣列式硅納米線場效應晶體管制備方法，其特征在于，所述硅層至少為一層，所述鍺硅層比所述硅層多一層。

4.如權利要求1所述的基于SOI的三維陣列式硅納米線場效應晶體管制備方法，其特征在于，對所述鍺硅層和硅層刻蝕處理之后，對所述源漏區之間的區域進行離子注入。

5.如權利要求1所述的基于SOI的三維陣列式硅納米線場效應晶體管制備方法，其特征在于，所述源漏區之間的SOI襯底上形成柵極之后，對所述源漏區進行離子注入。

6.如權利要求1所述的基于SOI的三維陣列式硅納米線場效應晶體管制備方法，其特征在于，所述硅納米線直徑在1納米～1微米之間。

7.如權利要求1所述的基于SOI的三維陣列式硅納米線場效應晶體管制備方法，其特征在于，所述硅納米線的截面形狀為圓形、橫向跑道形或縱向跑道形。

8.如權利要求1所述的基于SOI的三維陣列式硅納米線場效應晶體管制備方法，其特征在于，在所述硅納米線、SOI襯底以及源漏區上形成柵極氧化層之前，還包括：

對所述硅納米線進行熱氧化；

蝕刻掉所述熱氧化形成的二氧化硅。

9.如權利要求1所述的基于SOI的三維陣列式硅納米線場效應晶體管制備方法，其特征在于，所述柵極氧化層的材料為二氧化硅、氮氧化硅或高k介質。

10.如權利要求9所述的基于SOI的三維陣列式硅納米線場效應晶體管制備方法，其特征在于，所述高k介質為HfO₂、Al₂O₃、ZrO₂中的一種或其任意組合。

11.如權利要求1所述的基于SOI的三維陣列式硅納米線場效應晶體管制備方法，其特征在于，柵極的材料為多晶硅、無定形硅、金屬中的一種或其任意組合。

12.如權利要求1所述的基于SOI的三維陣列式硅納米線場效應晶體管制備方法，其特征在于，所述隔離介質層的材料為二氧化硅。

13.如權利要求1所述的基于SOI的三維陣列式硅納米線場效應晶體管制備方法，其特征在于，所述刻蝕采用次常壓化學氣相刻蝕法。

14.如權利要求13所述的基于SOI的三維陣列式硅納米線場效應晶體管制備方法，其特征在于，所述次常壓化學氣相刻蝕法采用氫氣和氯化氫混合氣體，其中氫氣和氯化氫混合氣體的溫度在600℃～800℃之間，其中氯化氫的分壓大于300Torr。